焊接施工方案及工艺措施

第一节焊接施工方案及工艺措施

(一)焊接专业施工总体安排

1、工程主要特点

1.1焊接作业主要特点

本机组为1000MW超超临界机组，焊接工程量大（受监焊口数量）；中高合金焊口比例大；T/P91、T/P92焊口量相当大；结构焊接合金件较多，密封焊接量大，要求严格。T/P92钢材在本机组的大量使用，这种钢材属马氏体热强钢，其焊接性较差，对焊接工艺要求极高。

1.2热处理作业主要特点

机组中需要经焊后热处理的焊口多，壁厚大，所涉及的部件的焊口遍布机组炉、机的各个部位，所以在焊接热处理的施工上一定要调度合理、施工过程有序、规，做到机械、材料的利用率上升、耗损率下降，确保焊接工程的顺利施工。

2、焊接施工原则

(1)焊接时尽量减少热输出量和尽量减少填充金属；

(2)地面组合焊接应合理分配各个组对单元，并进行合理组对焊接；

(3)密集管排及径管道采用双人对称焊接；

(4)位于构件刚性最大的部位最后焊接；

(5)由中间向两侧对称焊接；

(6)结构焊接先焊短焊缝，后焊长焊缝；

(7)当存在焊接应力时，先焊拉应力区，后焊剪应力和压应力区；

(8)膜式壁焊接采用分段退焊法。

3、总体工程安排

焊接专业独立管理，主要配合锅炉、汽机等专业焊接施工需求。针对焊接专业特点，拟采取以下安排。

(1)建立健全焊接质量管理机构，制定质检人员岗位责任制。焊接、热处理施工按照公司质量体系文件规定的程序、有关规程规、合同文件及监理的要求进行施工、检查验收。

(2)焊接施工前，工程技术人员对焊接施工基础资料的前期准备，对现场焊接人员资质的认证和焊前考核，以及对现场将投入使用的焊接机械及热处理设备等的检查、校验及标定。

(3)焊接施工前，建立二级焊条库，库设置的烘干箱、恒温箱数量满足工程使用、并配备除湿器、电暖器、空调等设施。地面铺设防潮材料，保持库温湿度在标准围。

(4)本工程受热面管子全部采用GTAW或GTAW+SMAW方法焊接，视管子规格和位置难易程度并结合焊接工艺评定决定使用哪一种焊接方法。

(5)本工程口径管道采用GTAW+SMAW方法焊接，焊接时应特别注意根部打底质量，确保熔透，层间清理应干净。中径管焊接时，为确保表面工艺质量，宜选用φ3.2焊条盖面。需预热和热处理的应及时进行预热和焊后热处理。

(6)主蒸汽、再热热段管道材质为SA-335P92，焊接要求比较高，施焊焊工必须严格按照作业指导书和焊接工艺卡规定焊接。焊丝和焊条按工艺评定上的材料选用。焊接过程中应控制焊接线能量，防止线能量过大。

(7)中低压管道及二次门后焊口采用氩弧焊打底（主要是汽机房的管道），汽轮机、发电机的冷却、润滑系统管道及燃油管道必须进行氩弧焊打底。

(8)凝汽器与低压缸连接由6名以上焊工对称施焊，采用分段退焊法。施焊过程中，在下汽缸四侧台板处，应装设监视变形的千分表，并设专人监视。

(9)仪表、压力测点、温度测点、取样等管道的直径都在25mm以下，焊接方法为GTAW。壁厚≤2mm的管道焊接可采用一道成型，壁厚＞2mm的管道焊接应焊至2～3层，以保证焊缝有规定的余高。

(10)铝母线焊接场所允许的环境温度应在0℃以上，如环境温度过低时，应采取有效方法提高环境温度。焊接铝锰合金时，选用铝锰焊丝（丝321）或铝硅焊丝（丝311）。

(11)锅炉密封采用手工电弧焊方法进行施工，焊接前应将坡口边缘的油、漆、锈、垢等清理干净。锅炉密封焊接应采用分段跳焊，采用合理顺序、消除焊接应力变形焊接引起的变形，超出规定尺寸时，应采用火焰或锤击等方法校正。

(12)本工程热处理的用电加热方式，温度曲线用打点式自动温度记录仪记录。热处理参数（如加热温度、升降温速率、恒温温度、恒温时间等）按《火力发电厂焊接热处理技术规程》（DL/T819-2010）中的有关规定执行。

(二)管道焊接施工方案及工艺措施

1、焊前准备

1.1坡口的加工和焊件下料宜采用机械加工，如采用热加工下料，切口边缘要留有加工余量。

1.2坡口的基本形式及尺寸应符合图纸设计及焊接规的要求。

1.3焊件在组对前要将焊口及其母材附近外壁的每一侧各10～15mm围的油污、铁

水溶纸或易溶的纸板锈、水份等杂物清理干净，并露出金属光泽。

1.4 焊件对口时要求壁齐平，对接单面焊的焊口的局部错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm 。

1.5 排汽装置焊件对接允许对口错位为10%的板厚且不大于2mm ，不同厚度焊件对口错位允许值按薄板计算。

1.6 严禁在焊件上随意引弧、试电流、焊接临时支撑物等，禁止用强力对口（除图纸规定的冷拉口外）和热膨胀法对口。

1.7 管道直径≥400mm 且壁厚≥20mm 的焊口对口点固时，应采用楔形卡块（δ=16～25mm ）3至4块点焊固定。楔形卡块的材质与管道的材质相同或相近，点固焊时的焊接材料、焊接工艺、焊工以及预热温度应与正式施焊时的要求相同，打底后应

道部形成气室、焊口外部充氩的方法进行充气。其具体方法如图2所示：

注：管道水溶纸的位置应距焊口处L 应按不同情况分别对待，当焊口须预热时气室应避开加热面，以防止在焊口焊前预热时燃烧，破坏气室，不需预热的焊口气室为80mm 左右，对于大径管距离焊口两侧L 应为300mm 左右，将水溶纸粘在报纸上，然后将其用糨糊粘在管道壁上如图所示做成气室，进行充氩保护焊接，氩气流量为8-12L/min 。

图2 焊口氩气保护示意图

1.9焊前要做好防风、防雨等工作，在负温下进行施工应采取必要的预热措施。

2、焊前预热

2.1对于外径≤219mm且壁厚≤20mm的管道允许火焰加热，火焰加热应逐渐升温，预热围应大于焊口边缘50mm左右，施焊前应用表面温度表测量温度，做好手工预热温度记录。

2.2用远红外线瓷加热器进行焊前预热的焊口，均采用热电偶监视母材的温度，且将控温过程用温度记录仪打印在记录图上，保留预热曲线图纸。

2.3异种钢焊接时，预热温度应按可焊性差或合金成分高的一侧材质选定，支管与主管焊接时，应按主管的预热温度预热。

2.4异种钢焊接接头的焊接材料选择宜采用低配原则，即不同强度钢材之间焊接，其焊接材料选适于低强度侧钢材的。

2.5涉及到本工程的下列规格部件采用氩弧焊或低氢型焊条，如果进行焊前预热或焊后适当缓慢冷却的焊接接头可以不进行焊后热处理：

(1)壁厚不大于10mm、直径不大于108mm，材料为15CrMo的管子；

(2)壁厚不大于8mm、直径不大于108mm，材料为12Cr1MoV的管子。

3、焊接工艺要求

3.1氩弧打底焊的焊层厚度不小于3mm，在打底结束前应留一处检查孔，以便焊工用肉眼能检测焊缝根部成形情况，发现问题及时处理。对管径≥219mm的管道，氩弧打底的推荐焊接顺序如图3：

ⅡⅢ

图3 氩弧焊打底焊接顺序

3.2根部焊接完成，应及时进行次层焊缝的焊接，多层多道焊时应逐层进行检查，以便发现缺陷及时处理，检查合格后，方可焊接次层，直至完成。

3.3无论结构焊缝或薄壁焊口，严禁一遍焊接完成，必须多层多道焊。

3.4施焊过程中，层间温度不高于规定的预热温度的上限。

3.5为减少焊接应力变形和接头缺陷，对直径大于194mm的管子及锅炉密集管排（管